Processo do Fabrico do Cimento

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SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 2 
2. TIPOS DE CIMENTO ......................................................................................................... 3 
3. APLICABILIDADE ............................................................................................................. 4 
4. PROCESSO DE PRODUÇÃO ......................................................................................... 6 
4.1. Extração ...................................................................................................................... 7 
4.2. Britagem ..................................................................................................................... 7 
4.3. Pré homogeinização ................................................................................................ 8 
4.4. Moagem do Cru ......................................................................................................... 8 
4.5. Homogeinização ....................................................................................................... 8 
4.6. Pré aquecimento ....................................................................................................... 8 
4.7. Forno e arrefecedor ................................................................................................. 8 
4.8. Armazenagem do clínquer ..................................................................................... 9 
4.9. Armazenagem das adições .................................................................................... 9 
4.10. Moagem do cimento ................................................................................................ 9 
4.11. Embalagem ................................................................................................................ 9 
5. BALANÇO DE MASSA ..................................................................................................... 9 
6. CONCLUSÃO ................................................................................................................... 11 
7. ANEXO 1 ........................................................................................................................... 12 
8. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................ 14 
 
2 
 
1. INTRODUÇÃO 
A palavra cimento é originada do latim caementu, que na antiga Roma 
designava uma espécie de pedra natural de rochedos não quebradiços. O 
produto é o componente básico do concreto, que é hoje o segundo material mais 
utilizado pelo homem, ficando somente atrás do elemento água. [14] 
Foi em meados de 1830 que o inglês Joseph Aspdin patenteou o processo 
de fabricação de um ligante que resultava da mistura calcinada em proporções 
certas e definida, de calcário e argila, conhecida mundialmente até hoje. O 
resultado foi um pó que, por apresentar cor e características semelhantes a uma 
pedra abundante na Ilha de Portland, foi denominado “cimento portland”. A partir 
daí, seu uso e sua comercialização cresceram de forma gradativa em todo o 
mundo. [14] 
O processo de fabrico de cimento é feito através da exploração das 
matérias-primas de uma pedreira, as quais devem conter, em determinadas 
proporções, Cálcio, Sílica, Alumina e Ferro. Normalmente é necessário corrigir 
um ou dois destes elementos recorrendo-se a outras pedreiras ou ao mercado. 
[10] 
No Brasil, a primeira tentativa de fabricação do cimento portland 
aconteceu em 1888, quando o comendador Antônio Proost Rodovalho instalou 
em sua fazenda na cidade de Santo Antônio, interior de São Paulo, uma pequena 
indústria. A Usina Rodovalho, operou de 1888 a 1904 e foi extinta definitivamente 
em 1918. O desenvolvimento do Brasil no fim do século XIX já exigia a 
implantação de uma indústria nacional de cimento. A remodelação da cidade do 
Rio de Janeiro e, posteriormente, a Primeira Guerra Mundial abriram um grande 
mercado adicional para o produto. [14] 
O cimento começou a ser produzido no Brasil em escala industrial a partir 
de 1926. Na década de 70, a produção aumentou intensamente, com uma 
elevação do patamar de 9,8 milhões de toneladas por ano para 27,2 milhões de 
toneladas no início dos anos 80, período em que a recessão da economia 
nacional provocou queda no consumo. [8] 
O cimento Portland artificial é obtido a partir de uma mistura 
proporcionada de calcário e ou cré (carbonato de cálcio), argila ou xisto argiloso 
(silicatos de alumínio e ferro) ou a partir de margas ou calcário margoso (margas- 
mistura de materiais calcários e argilosos) e outras substâncias apropriadas ricas 
em sílicas, alumina ou ferro, reduzida a pó muito fino, que se sujeita a ação da 
temperatura por volta de 1450°C, obtidas geralmente em grandes fornos 
rotativos. A mistura é muito bem homogeneizada e bem dispersa, quer a seco 
(fabricação do cimento por via seca), quer por meio de água (fabricação por via 
úmida). [4] 
Há tempos havia no Brasil, praticamente, um único tipo de cimento 
portland. Com a evolução dos conhecimentos técnicos sobre o assunto, foram 
sendo fabricados novos tipos. A maioria dos tipos de cimento portland hoje 
existente no mercado serve para o uso geral.[1] 
3 
 
2. TIPOS DE CIMENTO 
Como já foi visto, o cimento é um composto aglomerado do concreto, cujo 
principal componente é o clínquer (calcário, argila e outros componentes 
químicos) e a água é o elemento responsável por sua ativação. 
Com o passar do tempo, novos elementos foram sendo adicionados ao 
cimento Portland para melhorar as suas características físico-químicas. Então, 
diferentes tipos de cimento foram surgindo, diferindo pelas substâncias 
adicionadas. Cada material adicionado é responsável por uma característica do 
cimento: [10] 
 Gesso: Utilizado para aumentar o tempo de pega do cimento, evitando a 
hidratação imediata. 
 Escória: Aumenta a durabilidade na presença de sulfatos, mas quando 
adicionado em grandes quantidades pode diminuir a resistência do cimento. 
 Argila Pozôlânica: Responsável por aumentar a impermeabilidade do 
concreto. 
 Calcário (Fíler): Reduz o custo do material. 
Atualmente, o cimento Portland é normalizado e existem onze tipos no 
mercado, são eles: [7] 
1. Cimento Portland comum (CP-I); 
2. Cimento Portland comum com adição (CP I-S); 
3. Cimento Portland composto com escória (CP II-E); 
4. Cimento Portland composto com pozolana (CP II-Z); 
5. Cimento Portland composto com pozolana (CP II-F); 
6. Cimento Portland de alto-forno (CP III); 
7. Cimento Portland Pozolânico ( CP IV); 
8. Cimento Portland de alta resistência inicial (CP V-ARI); 
9. Cimento Portland Resistente a sulfatos (RS); 
10. Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC); 
11. Cimento Portland Branco (CPB): Existem dois subtipos, o 
estrutural e o não estrutural. 
Abaixo segue uma tabela com os componentes presentes em cada tipo 
de concreto e as suas resistências: 
 
 
4 
 
Tabela 1: Componentes de cada tipo de concreto 
Fonte: Portal do concreto, 2015 
As disponibilidades dos diferentes tipos de cimento variam com a região 
e com as demandas do mercado. 
 
3. APLICABILIDADE 
O cimento Portland é o material de construção de mais extenso uso no 
mundo, portanto, pode ser aplicado em vários campos, principalmente na 
construção civil. Este tópico abrangerá algumas dessas aplicações para esse 
material.[3] 
A grande aplicabilidade do cimento Portland se deve principalmente por 
características peculiares, como trabalhabilidade, moldabilidade (estado fresco), 
alta durabilidade eresistência a cargas e ao fogo (estado duro).[2] 
 
Cimento 
Portland 
(ABNT) 
Tipo 
Clínquer 
+ Gesso 
( %) 
Escória 
(%) 
Material 
pozolânico 
(%) 
Calcário 
(%) 
Resistência 
(Mpa) 
CP I Comum 100 - - - 25 
CP I – S Comum 95-99 1-5 1-5 1-5 25,00 ou 40 
CP II – E Composto 56-94 6-34 - 0-10 25,32 ou 40 
CP II – Z Composto 76-94 - 6-14 0-10 25,32 ou 40 
CP II – F Composto 90-94 - - 6-10 25,32 ou 40 
CP III Alto-forno 25-65 35-70 - 0-5 25,32 ou 40 
CP IV Pozolânico 45-85 - 15-50 0-5 25,00 ou 32 
CP V - 
ARI 
Alte 
resistência 
inicial 
95-100 - - 0-5 Variada 
Figura 1: Aplicações do cimento portland (sentido horário): como argamassa, na pavimentação de 
estradas, como rejunte em construção civil e como material para se fazer arte. 
5 
 
Esse material tem importância fundamental em obras civis, chegando a 
ser insubstituível. O cimento Portland misturado com água, e alguns outros 
materiais de construção (como a areia, a pedra britada, o pó-de-pedra, a cal e 
outros), resulta nos concretos e nas argamassas usadas na construção de 
casas, edifícios, pontes, pavimentação, barragens, tubos de concreto, telhados, 
entre outros (Figura 1).[2][3] 
Dentro ainda da construção, que é onde o cimento tem mais aplicações, 
o Portland pode ser usado na vedação, no revestimento de fachadas, na 
produção de telhas, lajes, etc. Uma novidade tem sido a confecção de pré-
fabricados de cimento, tornando os materiais duráveis e econômicos.[2] 
Além da enorme aplicabilidade na área de construção civil, o Portland 
pode também ser matéria-prima para arte (Figura 2). Muitos artistas usam esse 
material pela sua durabilidade, além de ser um material barato e prático. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Existem no Brasil vários tipos de cimento Portland, diferentes entre 
si, principalmente em função de sua composição. Os principais tipos são:[4] 
 CP-I - Cimento Portland Comum: Cimento puro, sem 
modificação. É utilizado em serviços de construção onde não são exigidas 
propriedades especiais do cimento. 
 CP-II - Cimento Portland Composto: Cimento modificado que 
pode ser aplicado em todas as fases da construção. Pode ser encontrado com 
três diferentes subtipos: o CP-II - Z, o CP-II - E e o CP-II - F. O tipo II-Z tem 
pozolanas (cinzas de usina térmica, cinzas de carvão e outras cinzas).É muito 
indicado, por exemplo, para fazer fossa séptica, porque o concreto dele é mais 
resistente a ácidos. O cimento II-E tem escória de alto-forno (é o resíduo da 
produção de ferro nas siderúrgicas) e serve para pisos, lajes e pilares. O II-F tem 
materiais carbonos (sobras de produtos queimados) e serve para fazer pisos e 
até tijolos de solo-cimento. 
Figura 2: Aplicações do cimento portland (sentido horário): telhas, tubos de concentro, 
materiais pré-fabricados e blocos de alvinaria. 
6 
 
 CP-III - Cimento Portland de Alto-Forno: Cimento menos poroso 
e mais durável, portanto resiste melhor em ambientes agressivos. O concreto 
feito com esse cimento pode ficar exposto a esgoto e a chuva ácida. Usado nas 
fundações, peças de grandes dimensões e construções de barragens, por 
exemplo. Deve ser evitado para fazer chapisco em dias de insolação e vento 
pois tem dificuldade em aderir aos blocos cerâmicos. Em argamassas colantes, 
esse tipo de cimento pode proporcionar manchas no azulejo. 
 CP-IV - Cimento Portland Pozolânico: Cimento pouco poroso, 
que tem cinza de carvão ou argila queimada. Seu uso é muito mais vantajoso 
em obras que ficarão expostas à ação de água corrente e em ambientes 
agressivos. Um aspect negativo é que em dias muito frios, ele demora a 
endurecer. 
 CP-V-ARI - Cimento Portland de Alta Resistência Inicial: 
Cimento indicado para preparo de concreto e argamassa e para todas as 
aplicações que necessitem de resistência inicial elevada e desenforma rápida. 
Como endurece rápido, pode trincar se a concretagem for feita sob insolação, 
em dias muitos secos ou com ventos. Deve ser evitado em aplicações 
corriqueiras, como em revestimento de argamassa ou em concreto-massa, pois 
nesses casos pode trincar e fissurar. Em ambientes agressivos, geralmente não 
é resistente a sulfatos. 
 RS - Cimento Portland Resistente a Sulfatos: Cimento resistente 
a meios agressivos sulfatados, tais como os encontrados nas redes de esgotos 
domésticos ou industriais, na água do mar e em alguns tipos de solos. 
 BC – Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação: Cimento 
designado por siglas e classes de seu tipo, acrescidas de BC. Como por 
exemplo: CP-III-32 (BC) é o Cimento Portland de Alto-Forno com baixo calor de 
hidratação. Evita o aparecimento de fissuras de origem térmica. É indicado para 
uso em concreto-massa, como barragens e grandes pilares. 
 CPB - Cimento Portland Branco: Cimento que apresenta dois 
subtipos: estrutural, quando se quer ressaltar a arquitetura, porque ele não fica 
cinza; e o não estrutural, que é usado para rejuntar azulejos. Jamais usado em 
concreto estrutural, pois esse tipo não possui resistência adequada para essa 
finalidade. 
 
4. PROCESSO DE PRODUÇÃO 
O processo de produção do cimento envolve basicamente a extração das 
matérias primas, processos para a formação da farinha para o clínquer, a 
produção do clínquer e a moagem do mesmo. Existem várias tipos de cimento, 
cada um tem uma característica específica, que no processo de produção 
diferenciam entre si quanto à proporção dos elementos utilizados. A figura 3 
representa o processo de produção do cimento de uma determinada planta 
industrial.[12][5] 
 
7 
 
4.1. Extração 
O calcário, que é a principal matéria prima do cimento, é extraído de 
jazidas subterrâneas ou a céu aberto, sendo este último o mais utilizado no 
Brasil. Aproveita-se e também se extrai outros elementos como a argila, sílica, 
alumínio e minério de ferro.[12] 
 
 
4.2. Britagem 
O calcário extraído é levado para a instalação de britagem, onde ele é 
reduzido a dimensões adequadas para o processo. A argila não precisa passar 
por esse processo por causa da sua consistência. 
São comumente utilizados britadores de impacto ou de mandíbulas. O 
primeiro é uma máquina com um rotor, figura 4a, que, com a força centrípeta, 
tritura os materiais que entram na máquina e o segundo, figura 4b, tem uma 
"mandíbula" fixa e outra móvel que se chocam entre si (como o movimento de 
mastigar) obtendo grãos menores.[12] 
(a) (b) 
 
 
Figura 3: Diagrama do processo de produção do cimento[4] 
Figura 4: (a) Britador de impacto e (b) britador de mandíbula. 
8 
 
4.3. Pré homogeinização 
As matérias primas são misturadas em camadas, de forma dosificada, por 
meio de um equipamento. 
 
4.4. Moagem do Cru 
As matérias primas homogeneizadas são enviadas para moinhos onde 
são submetidas à operação de secagem e fabricação da farinha. O produto 
obtido é chamado de farinha por causa da granulométrica que é obtida nesse 
processo, que é bem pequena. 
Para isso, é utilizado um moinho de bolas ou um moinho vertical. O 
moinho de bolas é composto de um cilindro rotativo com bolas de aço dentro, 
que, a medida que o cilindro gira, estas vão moendo a matéria. E o moinho 
vertical é um grande tambor de aço, em formato cilíndrico, que contém uma placa 
horizontal e circular dentro. Esta placa gira, triturando o material que vai 
entrando, com o efeito da força centrífuga. [8] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(a) (b) 
 
4.5. Homogeinização 
Para permitir uma perfeita combinação dos elementos formadores doclínquer é necessário mais uma homogeneização. [8] 
 
4.6. Pré aquecimento 
Antes de entrar no forno a farinha é pré aquecida, é aí que se passa o 
processo de descarbonatação e inicia-se a pré calcinação do material.[12] 
 
4.7. Forno e arrefecedor 
No forno a clinquerização é iniciada. Esta se dá por uma série de reações 
químicas que ocorrem por meio da elevada temperatura do forno (1450 a 
2000°C). Logo o clínquer sofre uma brusca arrefação, chegando a uma 
temperatura entre 100 e 200°C.[12] 
 
 
Figura 5: (a) Moinho vertical e (b) moinho de bolas. 
9 
 
4.8. Armazenagem do clínquer 
O clínquer é armazenado para o processo posterior.[12] 
 
4.9. Armazenagem das adições 
Os outros materiais, chamados de aditivos, que serão misturadas ao 
clínquer são dosificadas de acordo com o tipo de cimento que será produzido. 
Esses materiais podem ser: gesso, cinzas volantes, calcário, escórias de 
siderurgia, etc.[12] 
 
4.10. Moagem do cimento 
O clínquer é então moído, junto com os aditivos, e obtém-se o tipo de 
cimento desejado.[12] 
 
4.11. Embalagem 
O cimento é ensacado ou vendido a granel para seus consumidores.[12] 
 
5. BALANÇO DE MASSA 
Para o desenvolvimento do balanço de massa (figura 6) levou-se em 
consideração as composições descritas na Tabela 2, adotou-se uma base de 
cálculo de produção de 200 toneladas/dia e a composição de saída da produção 
do clínquer (5% gesso e 95% clínquer), todas retiradas do livro Indústrias de 
Processos Químicos. Os cálculos estão discriminados no Anexo 1. [13] 
 
Tabela 2: Composições dos materiais 
Calcário Sílica Argila Gesso Clínquer 
90% CaCO3 90% SiO2 50% Al2O3 97% CaSO4 60% CaO 
5% MgCO3 5% umidade 25% Fe2O3 3% H2O 20% SiO2 
5% umidade 5% impurezas 10% SiO2 
 
5% Al2O3 
 
 
 
10% umidade 3% Fe2O3 
5% impurezas 4% MgO 
 8% impurezas 
10 
 
 
 
A Tabela 3 mostra detalhadamente as quantidades encontradas de entrada e 
etapa intermediária, entre produção de clínquer e moagem do cimento no seu 
respectivos processo de produção. [13] 
 
Tabela 3: Quantidade de cada composto no processo de produção. 
 Entrada Etapa intermediária 
 Composto Quantidade 
(t/dia) 
 Composto Quantidade 
(t/dia) 
 
Calcário 
CaCO3 203,6 Gesso 
 
CaCO4 9,7 
MgCO3 11,31 H2O 0,3 
umidade 11,31 
 
Clínquer 
CaO 114 
 
Sílica 
SiO2 38 SiO2 38 
umidade 2,11 Al2O3 9,5 
impurezas 2,11 Fe2O3 5,7 
 
 
Argila 
Al2O3 9,5 SiO2 7,6 
Fe2O3 4,75 impurezas 15,2 
SiO2 1,9 
umidade 1,9 
impurezas 0,95 
 
Para a produção de 200 toneladas/dia de cimento é necessária uma entrada de 
287,44 toneladas/dia de matéria prima. Essa diferença tão grande entre entrada e saída 
se deve a perdas durante o processo e também à emissão de gases como CO2, SO2, 
entre outros que não são o objetivo desse trabalho. [13] 
 
 
Figura 6: Balanço de Massa 
11 
 
6. CONCLUSÃO 
Como mostrado ao logo de todo este trabalho, o cimento é uma material 
de grande utilização mundial. Sua versatilidade em uso, assim como, a variedade 
de tipos deu a esse composto uma ampla aplicação, desde a criação de 
estruturas de arte até inúmeros tipos de contruções civis. 
Sua flexibilidade no uso é obtida pela composição final do produto. A 
adição de diferentes compostos à matéria base (clínquer e gesso) pode 
proporcionar diversas resistências, como mecânica, térmica e até mesmo 
impermeabilidade. 
O precesso para produzir o cimento não é muito complexo, entretanto 
apresenta algumas etapas importantes como britagem, moagem, queima e 
homogeinização para que, assim, o produto final seja obtido. 
E por mais que, analisando o balanço de massa, pode-se ver uma perda 
significativa de produtos intermediários (em sua maioria, gases) a produção do 
cimento é de alta viabilidade e, como já foi dito anteriormente, o seu vasto uso 
compensa quaisquer gastos iniciais de fabricação. 
 
12 
 
7. ANEXO 1 
 
13 
 
 
14 
 
8. BIBLIOGRAFIA 
[1] ABCP2. Associação Brasileira de pesquisa Portland. Disponível em: 
< http://www.abcp.org.br/ >. Acessado em: 11 de novembro de 2002. 
[2] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Aplicações – 
Diponível em: <http://www.abcp.org.br/conteudo/basico-sobre-
cimento/aplicacoes/aplicacoes> Acesso em 16 de novembro de 2015. 
[3] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Guia básico 
de utilização do cimento portland. 7.ed. São Paulo, 2002. 28p. (BT-106) 
[4] CICHINELLI, Gisele. Materiais e ferramentas - Cimento não é 
tudo igual, não. Edição 16 – Março, 2008. Disponível em: 
<http://equipedeobra.pini.com.br/construcao-reforma/16/artigo76288-1.aspx> 
Acesso em 16 de novembro de 2015. 
[5] CIMPOR. Diagrama do processo de fabrico - cimento. , 2008. 
Disponível em: <http://www.cimpor-portugal.pt/output_efile.aspx?id_file=523>. 
Acesso em 15 novembro de 2015. 
[6] Coutinho, J, S; Documento, 2002. 
[7] ECIVIL. Composição do Cimento Portland. Texto sob licença 
CC-BY-AS Disponível em: 
<http://www.ecivilnet.com/artigos/cimento_portland_composicao.htm>. Acesso 
em 14 de Novembro de 2015 
[8] HJ CRUSCHER. Moinho de bolas. , 2008. Disponível em: 
<http://www.hjcrusher.com.pt/1-ball-mill-1.html>. Acesso em 15 de novembro de 
2015. 
[9] LOPES, M; Cimento Portland. Trabalho apresentado à Faculdade 
de Engenharia de Minas e Meio Ambiente da Universidade Federal do Pará – 
UFPA, como avaliação da disciplina Materiais de uso na Construção Civil, 2011. 
[10] Portal do Concreto. Disponível em: 
<http://www.portaldoconcreto.com.br/cimento/concreto/tiposcimento.html> . 
Acesso em 14 de novembro de 2015. 
[11] Processo de fabricação do cimento, 2015. 
[12] SECIL (Portugal). Processo de fabrico de cimento. 2006. 
Disponível em: 
<http://www.secil.pt/pdf/Processo%20de%20Fabrico%20de%20Cimento.pdf> 
Acesso em 15 de novembro de 2015 
[13] Shreve, R. Norris, Indústrias de Processos Químicos. 4ª edição. 
LTC 
[14] SNIC.Sindicato nacional da indústria do cimento. Disponível em: 
<http://www.snic.org.br/>. Acesso em 10 de novembro de 2015.